第2章《分子结构与性质》测试卷
一、单选题
1.W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,且X、Y、Z位于同一周期。无机物与某种有机物(如图)互为同分异构体。下列说法中错误的是
A.最简单氢化物的分子极性:
B.X、Y、Z均可形成至少两种氢化物
C.存在着等结构
D.有机物结合质子的能力弱于
2.下列示意图或图示正确的是
A.砷原子的结构示意图 B.的结构式 C.分子间的氢键 D.丙氨酸的手性异构体
A.A B.B C.C D.D
3.M、X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期元素,Z的一种单质具有漂白性。X和Y原子的最外层电子数之和等于W原子的最外层电子数。由这五种元素组成的化合物结构如图所示(箭头表示共用电子对由W提供)。下列说法错误的是
A.第一电离能:Z>Y>X
B.W的氢化物的沸点低于Z的氢化物的沸点
C.X与W组成的化合物分子构型为三角锥形
D.该化合物的阴离子中所有元素原子都满足8电子稳定结构
4.氮元素所形成物质的价类二维图如图所示,下列说法正确的是
A.可用湿润的蓝色石蕊试纸检验a B.通过雷电作用将b转化为c,可实现氮的固定
C.d转化为e必须加入氧化剂 D.g中的氮原子均采用杂化
5.卤化金能与亚乙基硫脲形成盐,结构如图所示。其中X代表卤素原子,W的丰度最大的一种核素原子核无中子,原子半径M>Y>Z,且M的最高正价与最低负价代数和为4,下列说法不正确的是
A.简单氢化物的键角:Y>Z
B.M最外层电子有6种空间运动状态
C.该盐中Y、Z、M均达到8电子稳定结构
D.原子中电子填入的最高能级为6s
6.基于整体材料上的硼酸酯反应可实现化学选择性代谢,反应原理如下。下列叙述错误的是
A.甲和乙都属于有机高分子化合物
B.甲制备乙的过程涉及了加成反应和取代反应
C.物质乙中,N、S原子杂化类型相同
D.甲制备乙程中的另一产物遇溶液发生显色反应
7.从烟道气(含粉渣、CO2、SO2等)中分离回收硫的基本反应之一是SO2(g) + 2CO(g)2CO2(g) + S(s) ΔH<0。SO2在大气中能生成SO3、H2SO3、H2SO4。下列有关SO2、SO3、SO和SO的说法正确的是
A.SO中S原子的杂化方式为sp3 B.SO的空间构型为平面正方形
C.SO2晶体熔点高、硬度大 D.SO3分子是极性分子
8.甲烷在一定条件下可生成碳正离子(CH)、碳负离子(CH)、甲基(-CH3)等,下列说法正确的是
A.CH与NH3、H3O+具有相似的空间构型
B.两个甲基-CH3或一个CH和一个CH结合可得到不同化合物
C.CH和CH空间构型均为平面三角形
D.CH与OH-形成离子化合物
9.下列曲线表示卤族元素某种性质随核电荷数递增的变化趋势,其中正确的是
A. B. C. D.
10.用分子结构知识推测下列说法正确的是
A.SO2与BeCl2分子均呈V形
B.HClO中的中心原子采取sp3杂化
C.BF3与PCl3的VSEPR模型均呈正四面体形
D.C2H4与NH3分子中中心原子均采取等性杂化成键
11.下列物质既含有离子键,又含有非极性共价键的是
A. B. C. D.
12.纳米是一种应用广泛的催化剂,其催化的一个实例如图所示,下列说法正确的是
A.化合物甲中有一个手性碳原子,所以甲为手性分子
B.化合物甲中最多有8个原子共平面
C.化合物乙中无手性碳原子,所以乙不是手性分子
D.化合物甲、乙互为同分异构体
13.下列化学用语表示不正确的是
A.CI4的空间填充模型:
B.sp2杂化轨道模型:
C.羟基的电子式:
D.用原子轨道描述氯化氢分子中化学键的形成:
14.下列事实与氢键无关的是
A.水结成冰后能浮在水面上
B.常温下,互为同分异构体的乙醇与甲醚的状态不同
C.CH4、SiH4、GeH4、SnH4的熔点随相对分子质量的增大而升高
D.HF、HCl、HBr、HI各自的水溶液中,只有HF的水溶液为弱酸
15.下列叙述正确的是
A.与均为10电子粒子,它们互为等电子体
B.Na、Mg、Al的第一电离能逐渐增大
C.H2O直线形分子,是非极性分子
D.N、O、F的电负性逐渐增大
二、填空题
16.回答下列问题
(1)F元素的基态原子最外层电子排布式为nsnnpn+3,则n=___________;基态原子中能量最高的是___________电子,核外电子的轨道表示式为___________。
(2)硝酸和尿素( )的相对分子质量接近,但常温下硝酸为挥发性液体,尿素为固体,请解释原因:___________。
(3)N、O、S的第一电离能(I1)由大到小的顺序为___________,原因是______________________。
17.铬与氮能形成多种化合物,其中氮化铬(CrN)具有高的硬度和良好的耐磨性,是一种很受重视的耐磨涂层。将低碳铬铁在真空加热炉于1150℃氮化得到粗氮化铬铁,再经硫酸处理,除去铁杂质。经过滤、水洗、干燥,即得氮化铬。也可由氨和卤化铬反应制得。
(1)基态Cr核外电子排布式为_______。
(2)中心原子轨道的杂化类型为_______。
(3)元素As与N同族。预测As的氢化物分子的立体结构为_______,其沸点比的_______(填“高”或“低”),其判断理由_______。
(4)三价铬离子能形成多种配位化合物。中提供电子对形成配位键的原子是_______,中心离子的配位数为_______。
三、计算题
18.有机化合物A含有C、H、O三种元素,取该有机物0.2 mol 和0.9 mol O2在密闭容器中燃烧,产物为CO、CO2和H2O(g),把产物依次通过浓硫酸、灼热的氧化铜和碱石灰。结果,浓H2SO4的质量重了18g ,CuO的质量轻了9.6g,碱石灰的质量增重了35.2g。
(1)通过计算确定有机物A的分子式为________;
(2)若A可与金属钠反应生成氢气,且A分子中含有手性碳原子, A的结构简式为________。
19.C70分子是形如椭球状的多面体,该结构的建立基于以下考虑:
①C70分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键;
②C70分子中只含有五边形和六边形;
③多面体的顶点数、面数和棱边数的关系遵循欧拉定理:顶点数+面数-棱边数=2。
根据以上所述确定:
(1)C70分子中所含的单键数为______,双键数_______;
(2)C70分子中的五边形和六边形各有多少__________?
四、实验题
20.氢化铝锂()以其优良的还原性广泛应用于医药、农药、香料、染料等行业,实验室按如图流程、装置开展了制备实验(夹持、尾气处理装置已省略)。
已知:①
物质
苯 易溶 难溶
乙醚 可溶 可溶 微溶 难溶
②、在潮湿的空气中都会发生剧烈水解。
③乙醚沸点34.5℃,易燃。常温下一般不与氧化剂、还原剂、碱、金属单质等反应。请回答:
(1)装置b的作用是_______。
(2)乙醚中的少量水分也会对的制备产生严重的影响,以下试剂或操作可有效降低市售乙醚(含水体积分数0.2%)含水量的是_______。
A.分液 B.钠 C.五氧化二磷 D.通入乙烯
(3)下列说法正确的是_______。
A.为提高过滤出滤渣A的速度,可先加水让滤纸紧贴漏斗内壁
B.为提高合成的速率,可将反应温度提高至40℃
C.操作B可在蒸发皿中进行
D.能溶于乙醚与配位键有关
(4)从下列选项中选择属于一系列操作C的最佳操作,并排序_______。
a.将操作B剩余液体置于蒸馏烧瓶中
b.将操作B后剩余液体倒入漏斗中过滤
c.用余热蒸干苯
d.开冷凝水、加热
e.将固体放入苯液中进行搅拌、浸泡和反复清洗、过滤
f.转移固体至烧瓶中真空脱苯
g.转移固体至表面皿中低温加热干燥脱苯
(5)(不含)纯度可采用如下方法测定(装置如图所示):25℃,常压下,准确称取产品xg,记录量气管B起始体积读数,在分液漏斗中准确加入过量的四氢呋喃(可减缓与的反应速率)、水混合液10.0mL,打开旋塞至滴加完所有液体,立即关闭旋塞,调整量气管B读数,则的质量分数为_______(用含x、、的代数式表达)。
(注:量气管B由碱式滴定管改装;25℃,常压下气体摩尔体积约为24.5L/mol。)
21.某实验小组同学为探究不同操作配制的银氨溶液中的主要成分,采用如图装置进行实验,已知电导率传感器是测量溶液中电荷流动难易程度的传感器。
(1)仪器a名称____。
(2)实验一,用注射器向25mL蒸馏水和15mL0.12mol/LAgNO3混合后的溶液中,滴加1.2mol/L氨水,测得实验数据如图,滴至A点时加入的氨水共4.5mL。由0到A反应过程电导率变化原因为____。
(3)实验二,用注射器向15mL0.12mol/LAgNO3溶液中滴加1.2mol/L氨水至O点,过滤,洗涤沉淀的操作为____,向沉淀中继续加入3.0mL氨水时电导率最大,此过程化学方程式为____,应加入____mL蒸馏水,再测定溶液pH。
(4)若实验二最终pH为12.6,根据上述实验过程判断实验一所得银氨溶液主要成分为____,原因是____。
试卷第2页,共8页
参考答案:
1.D
【分析】根据有机物的结构可知W形成1个共价键,Y形成三个共价键,X形成四个共价键,Z形成两个共价键,又X、Y、Z位于同一周期,该有机物和无机物互为同分异构体,且有机物中一定含有碳元素,则W为H、X为C、Y为N、Z为O,据此解题。
【详解】A.、的中心原子均采取sp3杂化,电子对空间构型均为四面体形,但分子空间构型分别为V形、三角锥形、正四面体形,它们分子结构决定分子极性依次减小,故A正确;
B.C、N、O均可形成至少两种氢化物,故B正确;
C.H、C、N、O四种元素可以形成雷酸(,结构式:)、氰酸以及异氰酸(,结构式:)等分子,故形成阴离子等,C正确;
D.有机物中氮原子孤电子对电子云密度大于,故结合质子的能力强于,故D错误;
答案选D。
2.D
【详解】A.砷原子的核外各层电子数为 2、8、18、5,A错误;
B.中配位键应表示为N→H,B错误;
C.F-H…F中的实线是共价键、虚线是氢键,C错误;
D.丙氨酸的2号碳为手性碳,存在手性异构,手性异构体互为镜像而不能重叠,D正确;
故选D。
3.C
【分析】M、X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期元素,通过化合物结构,Z可以形成2条共价键,且其单质具有漂白性,可知Z为O;Y的原子系数小于O,且可以形成4条共价键,可知Y为C;X的原子系数小于C,且能形成3条共价键和一个配位键,可知X为B;M的原子系数小于B,且能形成M+,可知M为Li;X和Y原子的最外层电子数之和为7,则W原子的最外层电子数为7,W为F或者Cl,以此分析来解答。
【详解】A.同一周期元素从左往右,第一电离能有增大的趋势,其中存在反常:第ⅡA元素>第ⅢA元素,第ⅤA元素>第ⅥA元素,所以第一电离能O>C>B,故A项正确;
B.W的氢化物是HF或者HCl,Z的氢化物是H2O,HF和HCl的沸点均低于H2O的沸点,故B项正确;
C.X与W组成的化合物是BF3或者BCl3,根据价层电子对互斥理论,可知BF3中心原子价层电子对数为3,孤电子对数为0,分子呈平面三角形,同理BCl3也是平面三角形,故C项错误;
D.从化合物阴离子的结构图可知C、O明显满足8电子稳定结构,B原子形成3条共价键和一个配位键满足8电子稳定结构,Cl原子分别通过共用电子对和外界得到一个电子满足8电子稳定结构,故D项正确;
答案选C。
4.B
【分析】氮元素所形成物质的价类二维图如图,则a-g分别为氨气、氮气、一氧化氮、二氧化氮或四氧化二氮、硝酸、一水合氨、硝酸铵;
【详解】A.氨气能使湿润的红色石蕊试纸试纸变蓝,应该用湿润的红色石蕊试纸,故A错误;
B.通过雷电作用将氮气和空气中氧气反应生成一氧化氮,可实现氮的固定,故B正确 ;
C.二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮,不需要加入氧化剂,故C错误;
D.硝酸铵中硝酸根离子中氮形成3个共价键且无孤电子对,为sp2杂化,故D错误;
故选B。
5.B
【分析】W的丰度最大的一种核素原子核无中子,W为H;M的最高正价与最低负价代数和为4,故M为S;原子半径M>Y>Z,Y能形成4个共价键,Y为C;Z形成3个共价键,Z为N;
【详解】A.CH4是正四面体结构,NH3为三角锥形,中心原子有1对孤电子对,孤电子对对成键电子对的排斥作用大于成键电子对之间的排斥作用,故键角减小,故简单氢化物的键角:Y>Z,故A正确;
B.M为S,最外层电子排布为3s23p4,M最外层电子有4种空间运动状态,故B错误;
C.该盐中Y、Z、M均达到8电子稳定结构,故C正确;
D.位于第六周期IB族,原子中电子填入的最高能级为6s,故D正确;
故答案为B
6.A
【详解】A.有机高分子是一类由一种或几种分子或分子团(结构单元或单体)以共价键结合成具有多个重复单元的大分子,乙不是高分子化合物,因为其相对分子质量达不到10 ~10 ,A错误;
B.甲制备乙的过程涉及了加成反应和取代反应,甲分子双键打开发生加成反应,酸性条件下醚键断裂发生取代,B正确;
C.物质乙中,N、S原子杂化类型相同,均为sp3杂化,C正确;
D.酸性条件下醚键断裂,生成酚羟基,则另一产物遇溶液发生显色反应,D正确;
故选A。
7.A
【详解】A.SO中S原子的价层电子对数=3+1=4,S杂化方式为sp3,A正确;
B.SO中S原子的价层电子对数=4+0=4,S杂化方式为sp3,没有孤电子对,空间构型为正四面体形,B错误;
C.SO2晶体是分子晶体,熔点低、硬度小,C错误;
D.SO3分子中S原子的价层电子对数=3+0=3,S杂化方式为sp2,没有孤电子对,空间构型为正三角形,正负电荷中心重合,是非极性分子,D错误;
答案选A。
8.A
【详解】A.CH中C原子价层电子对数=,有1对孤电子对,空间构型为三角锥形;NH3中N原子价层电子对数=,有1对孤电子对,空间构型为三角锥形;H3O+中O原子价层电子对数=,有1对孤电子对,空间构型为三角锥形,故A正确;
B.两个甲基-CH3结合可以得到CH3CH3,一个CH和一个CH结合也可得到CH3CH3,故B错误;
C.CH中C原子价层电子对数=,没有孤电子对,空间构型为平面三角形,CH中C原子价层电子对数=,有1对孤电子对,空间构型为三角锥形,故C错误;
D.CH与OH-形成的化合物为甲醇,属于共价化合物,故D错误;
故选:A。
9.A
【详解】A.F、Cl、Br是同一主族元素,元素的非金属性逐渐减弱,元素的非金属性越强,其电负性就越大,因此F、Cl、Br三种元素的电负性随原子序数的增大而减小,A正确;
B.F元素的非金属性很强,原子半径很小小,导致其在发生化学反应时容易获得电子变为F-,在与其它元素形成共价键时,共用电子对偏向F元素,也使最外层达到8个电子的稳定结构,因此没有与族序数相等、与原子最外层电子数相等的最高化合价,B错误;
C.HCl、HBr结构相似,分子的相对分子质量越大,分子间作用力就越大,物质的熔沸点就越高,物质的沸点:HBr>HCl。但HF分子之间除存在分子间作用力外,还存在氢键,增加了HF分子之间的吸引作用,导致其熔沸点比HCl、HBr的高,故物质的熔沸点由高到低的顺序为:HF>HBr>HCl,C错误;
D.F2、Cl2、Br2都是由分子构成的物质,它们结构相似,分子的相对分子质量越大,分子间作用力就越大,物质的熔沸点就越高,所以物质的沸点:F2<Cl2<Br2,D错误;
故合理选项是A。
10.B
【详解】A.BeCl2分子中,中心Be原子发生sp杂化,分子呈直线形,A不正确;
B.HClO的中心O原子价电子对数为4,采取sp3杂化,B正确;
C.BF3的中心B原子价电子对数为3,VSEPR模型呈平面三角形,C不正确;
D.C2H4的中心C原子形成3个σ键(sp2杂化轨道)和1个π键(轨道未参与杂化),NH3分子中心原子形成3个σ键(sp3杂化轨道)、另有1对所在轨道参与杂化的孤对电子,D不正确;
故选B。
11.B
【详解】A.与之间为离子键,N-H、S=O、S-O、O-H为极性共价键,故A项不符合题意;
B.K+与之间为离子键,S原子与S原子之间为非极性共价键,故B项符合题意;
C.中不含离子键,故C项不符合题意;
D.Na+与之间为离子键,B原子与O原子之间为极性共价键,故D项不符合题意;
综上所述,答案为B。
12.B
【详解】A.手性碳原子必须含是饱和碳原子,且饱和碳原子上要连有 4 个不同的原子或原子团,化合物甲中没有连有 4 个不同的原子或原子团的饱和碳原子,不可能是手性分子,故 A 错误;
B.由羰基上连有的原子共平面,与氧原子相连的原子共平面,三点共面的原理可知,与羰基碳原子相连的-CH3和-CH2-可能各有 2 个原子与羰基 2 个原子共面,与氧原子相连的-CH3和-CH2-上的碳原子可能与氧原子共面,则化合物甲中最多有 8 个原子共平面,故 B 正确;
C.手性碳原子必须含是饱和碳原子,且饱和碳原子上要连有 4 个不同的原子或原子团,化合物乙中存在手性碳原子,是手性分子,故C错误;
D.化合物甲、乙的分子式不同,不互为同分异构体,故D错误;
故选B。
13.A
【详解】A.I的原子半径大于C的原子半径,图中CI4的空间填充模型二者原子半径大小比例不对,A错误;
B.原子以一个ns和两个np轨道杂化,形成三个能量相同sp2杂化轨道,三个杂化轨道间的夹角为120度,B正确;
C.氧原子与氢原子之间是一对成键电子,C正确;
D.用原子轨道描述氯化氢分子中化学键的形成,D正确;
故答案为:A。
14.C
【分析】氢键是一种特殊的分子间作用力,不属于化学键,只影响物质的物理性质,不影响化学性质。
【详解】A.氢键具有方向性,氢键的存在迫使四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分子相互吸引,这一排列使冰晶体中的水分子的空间利用率不高,留有相当大的空隙,所以水结成冰时,体积增大,但水的质量不变,故物质密度减小,A不符合题意;
B.乙醇分子间能形成氢键,甲醚(CH3-O-CH3)分子间不能形成氢键,氢键会导致物质沸点升高,所以乙醇的沸点比甲醚(CH3-O-CH3)高,故B不符合题意;
C.CH4、SiH4、GeH4、SnH4的熔点随相对分子质量的增大而升高,与分子间作用力有关,但这些物质分子间不存在氢键,与氢键无关,C符合题意;
D.HF电离产生的H3O+与F-之间会形成氢键,F-与HF分子之间也会形成氢键,这样就大大降低了HF在水中的电离能力,D不符合题意;
故合理选项是C。
15.D
【详解】A.与均为10电子粒子,但原子数分别为5、4,等电子体需满足原子数相等,它们不互为等电子体,A错误;
B.同周期元素从左到右第一电离能有增大的趋势, Mg的最外层为3s电子全充满的稳定结构,难以失去电子,第一电离能最大,B错误;
C.H2O含有极性键,氧原子含有孤对电子,空间结构不对称,属于极性分子,C错误;
D.同周期元素从左到右元素的电负性逐渐增强,则N、O、F的电负性逐渐增大,D正确;
故选D。
16.(1) 2 2p
(2)尿素分子间存在氢键,使其熔沸点升高,而硝酸分子内存在氢键,使其熔沸点降低
(3) N>O>S 同一周期元素的第一电离能随原子序数的增大而增大,但N元素位于周期表第ⅤA族,核外电子处于轨道的半充满的稳定状态,第一电离能大于同一周期相邻O元素,因此第一电离能:N>O;同一主族元素,原子核外电子层数越少,元素的第一电离能就越大,所以元素的第一电离能:O>S
【详解】(1)F是9号元素,根据构造原理可知F原子核外电子排布式是1s22s22p5,s轨道最多可填充2个电子,可见n=2;不同能层电子中能层序数越大,能量越高,对于同一能层的原子,电子的能量按照s、p、d、f顺序依次增大,故基态F原子中能量最高的是2p能级的电子;基态F原子核外电子的轨道表示式为;
(2)硝酸和尿素( )的相对分子质量接近,二者都是由分子通过分子间作用力构成的的物质,分子间作用力是比较微弱的作用力,因此物质的熔沸点都比较低。HNO3分子内存在氢键,导致其熔沸点降低;而尿素分子之间除存在分子间作用力外,还存在氢键,增加了分子之间的吸引作用,导致在常温下尿素的熔沸点及密度都比硝酸高;
(3)同一周期主族元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大的趋势,但当元素处于第ⅡA、第ⅤA的轨道的全充满及半充满的稳定状态时,其第一电离能大于同一周期相邻元素,N、O是同一周期相邻元素,但N是第ⅤA族元素,O是第ⅥA元素,所以第一电离能:N>O;O、S是同一主族元素,原子核外电子层数越少,其第一电离能就越大,所以元素的第一电离能大小顺序是:N>O>S。
17.(1)或
(2)
(3) 三角锥形 低 分子间存在氢键
(4) N、O、Cl 6
【详解】(1)Cr的原子序数是24,核外有24个电子,根据核外电子排布规则,基态Cr核外电子排布式为或。
(2)中心原子S原子的价电子对数为,轨道的杂化类型为sp3杂化。
(3)元素As与N同族,二者的氢化物具有相似的结构,NH3的分子结构是三角锥形,推测As的氢化物分子的立体结构为三角锥形;由于NH3分子间存在氢键,而AsH3分子间没有氢键,则AsH3的沸点比的低。
(4)配位化合物的中心离子是Cr3+,其提供空轨道,配体NH3中的N原子和H2O中的O原子提供电子对形成配位键,该配合物中Cl-也是配体,推断Cl-也提供了电子对参与形成配位键;NH3、H2O、Cl-均是配体,则中心离子的配位数为6。
18.(1)C4H10O
(2)
【分析】浓硫酸具有吸水性,浓硫酸的质量增加18g说明反应产物中含水18g,通过灼热氧化铜,氧化铜质量减轻9.6g,结合方程式可计算CO的物质的量,通过碱石灰时,碱石灰的质量增加了35.2g可计算总CO2的物质的量,根据氧元素守恒可计算有机物中含有O的物质的量,进而求得化学式,并判断可能的结构简式;先根据手性碳原子指连有四个不同基团的碳原子,A可与金属钠反应生成氢气,说明有羟基,再根据分子式分析。
【详解】(1)浓硫酸增重18g说明反应产物中含水18g,即产物中含水=1mol;通过灼热氧化铜,,氧化铜质量减轻9.6g,说明CO还原氧化铜反应中氧化铜失去O为9.6g,即0.6mol,同时说明产物中含0.6molCO;通过碱石灰增重35.2g说明还原氧化铜的得到的CO2与原产物的CO2总重35.2g,即0.8mol,减去由CO转化来的0.6moCO2,说明产物中含0.2molCO2;通过上述分析,可以知道0.2mol有机物与0.9mol氧气反应生成1molH2O、0.6molCO、0.2molCO2,即2molH,2molO,0.8molC,减去参与反应的0.9molO2,即1.8molO;可得知0.2mol的有机物含有2molH,0.2molO,0.8molC,即1mol有机物含10molH,1molO,4molC,化学式为C4H10O;故答案为C4H10O。
(2)A可与金属钠反应生成氢气,说明有羟基,且A分子中含有手性碳原子,则有一个碳原子连有四个不同基团,所以其结构简式为;故答案为。
19.(1) 70 35
(2)设C70分子中五边形数为x个,六边形数为y个。
依题意可得方程组:(键数,即棱边数); (欧拉定理);解得五边形数x=12,六边形数y=25。
【分析】C70分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键,则平均每个C原子可形成个共价键,则共价键总数为70×=105,设C70分子中五边形数为x个,六边形数为y个,结合循欧拉定理:顶点数+面数-棱边数=2计算。
【详解】(1)C70分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键,则平均每个C原子可形成
个共价键,则共价键总数为70×=105,每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键,且核外最外层电子全部成键,则每个C原子形成2个单键、1个双键,即单键数=2倍的双键数,设单键数为m,双键数为n,则m+n=105,m=2n,解得m=70,n=35,故C70分子中所含的单键数为70,双键数为35。
(2)设C70分子中五边形数为x个,六边形数为y个。
依题意可得方程组:(键数,即棱边数); (欧拉定理);解得五边形数x=12,六边形数y=25。
20.(1)防止空气中的水蒸气进入三颈烧瓶,保持装置内干燥
(2)BC
(3)D
(4)bef
(5)
【分析】AlCl3乙醚溶液和LiH乙醚溶液放于三颈烧瓶中在28℃时搅拌发生反应生成LiAlH4和难溶于乙醚的LiCl,经过滤得到滤渣A是LiCl,滤液中加入苯,提取难溶于苯的LiAlH4,然后利用乙醚沸点较低,进行蒸馏操作,将乙醚分离,得到苯和LiAlH4的混合物,经过一系列操作得到产品,据此分析;
【详解】(1)仪器b为球形干燥管,根据LiH、LiAlH4在潮湿的空气中都会发生剧烈水解,因此仪器b的作用是防止空气的水蒸气进入三颈烧瓶,保持装置内的干燥;故答案为防止空气的水蒸气进入三颈烧瓶,保持装置内的干燥;
(2)A.市售乙醚时乙醚微溶于水中,不能用分液方法进行分离,故A不符合题意;
B.钠与水反应生成NaOH和氢气,可以使水和乙醚分离,故B符合题意;
C.五氧化二磷是酸性干燥剂,可吸收水分,故C符合题意;
D.乙烯在常温下遇水不反应,不能降低水分,故D不符合题意;
答案为BC;
(3)A.LiH、LiAlH4在潮湿的空气中都会发生剧烈水解,装置内不宜用水,故A错误;
B.乙醚的沸点为34.5℃,如果提高温度到40℃,乙醚沸腾,不利于AlCl3和LiH的溶解接触,反应速率减缓,故B错误;
C.操作B是利用乙醚沸点较低,进行蒸馏操作,将乙醚分离,故C错误;
D.AlCl3中Al有一个空轨道,乙醚中氧原子提供孤电子对,形成配位键,因此氯化铝溶于乙醚与配位键有关,故D正确;
答案为D;
(4)操作B剩余液是苯、LiAlH4和AlCl3,LiAlH4难溶于苯,需要通过过滤进行分离,然后将其放入苯中清洗除杂,因为空气含有水蒸气,最后应在隔绝空气下脱苯,最佳操作的顺序是bef;故答案为bef;
(5)LiAlH4与水反应方程式为LiAlH4+4H2O=LiOH+Al(OH)3+4H2↑,采用排水法收集氢气,测量氢气的体积,求出纯度,加入10mL四氢呋喃、水的混合液,它们也占据烧瓶中的空间,因此产生氢气的体积为(V1-10-V2)mL,依据反应方程式,求出产品的纯度为=;故答案为。
21.(1)三颈烧瓶
(2)溶液中离子浓度增大,电导率增大
(3) 向过滤器中注入蒸馏水,直至没过沉淀,待水自然流出后,重复上述操作两到三次 AgOH+2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]OH+2H2O 41.5
(4) [Ag(NH3)2]NO3、NH3·H2O 实验二中得到的物质是[Ag(NH3)2]OH,溶液中阴离子是OH-,pH=12.6,实验一所得溶液的pH=10.82,因此该实验所得银氨溶液主要成分为)[Ag(NH3)2]NO3、NH3·H2O
【解析】(1)
由实验装置图可知,仪器a为三颈烧瓶,故答案为:三颈烧瓶;
(2)
由图可知,O到A的反应过程电导率增大说明溶液离子浓度增大使得溶液的电导率增大,故答案为:溶液中离子浓度增大,电导率增大;
(3)
洗涤氧化银沉淀的方法为向过滤器中注入蒸馏水,直至没过沉淀,待水自然流出后,操作两到三次即可;向沉淀中继续加入3.0mL氨水时电导率最大说明氢氧化银完全与氨水反应生成银氨络离子,反应的化学方程式为AgOH+2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]OH+2H2O;由变量唯一化原则可知,为与实验一进行对比,应保证溶液总体积为44.5mL,所以应加入41.5mL蒸馏水,故答案为:向过滤器中注入蒸馏水,直至没过沉淀,待水自然流出后,重复上述操作两到三次;AgOH+2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]OH+2H2O;41.5;
(4)
由题意可知,实验二为过滤出的AgOH与氨水反应生成[Ag(NH3)2]OH和H2O,溶液呈碱性主要是由于[Ag(NH3)2]OH电离产生了OH-,实验一与实验二中[Ag(NH3)2]+物质的量相同,最终溶液体积也相同,若其主要成分同为[Ag(NH3)2]OH,溶液pH应近似相等,由实验一的pH为10.82,c(OH-)远小于实验二可知实验一所得银氨溶液主要成分为[Ag(NH3)2]NO3和NH3·H2O,故答案为:[Ag(NH3)2]NO3、NH3·H2O;实验二中得到的物质是[Ag(NH3)2]OH,溶液中阴离子是OH-,pH=12.6,实验一所得溶液的pH=10.82,因此该实验所得银氨溶液主要成分为)[Ag(NH3)2]NO3、NH3·H2O